改變教科書的發現：人類胚胎從第一次分裂就是不對稱的
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構成一天大的人類胚胎的兩個細胞乍一看可能一模一樣。但近期發表的一項研究表明，人體的大部分都是由這些細胞中的一種形成的——這一發現可能有助於提高體外受精（IVF）手術的成功率。
這項工作表明，受精卵的第一次分裂為產生的細胞尋求不同的命運做好了準備，為完全發育的胎兒的複雜性鋪平了道路。
紐約市洛克菲勒大學的發育生物學家Ali Brivanlou說：“這是向前邁出的重要一步。隨著研究的進展，臨床意義將變得更加清晰。看到我們現在可以在我們自己的發展中詢問人類特有的特徵，而不是從模式生物中進行概括，這讓我感到很溫暖。”
這一發現發表在《Cell》雜誌上。
01
不對稱的起源
長期以來，研究人員一直認為，哺乳動物受精卵（受精卵和少於16個細胞的胚胎）中的所有細胞都是相同的，直到發育後期才開始分化。畢竟，經過幾次細胞分裂後分裂成兩個獨立胚胎的受精卵仍然可以變成同卵雙胞胎。
但在2001年，現任職於帕薩迪納加州理工學院的發育生物學家Magdalena Zernicka-Goetz與人合著了一篇論文，揭示了小鼠胚胎中的前兩個細胞是不同的。兩個細胞中的一個分裂為後代細胞，這些後代細胞主要構成小鼠胎兒的大部分，而另一個細胞的後代主要形成卵黃囊。
Zernicka-Goetz一直想知道人類是否也有同樣的情況。她說：“我的夢想是瞭解細胞如何確定它們的命運，以及生命的複雜性是如何開始進化的。”
但事實證明，這很難研究：從體外受精診所捐贈的胚胎通常含有數十個細胞。
Zernicka-Goetz找到了一家試管嬰兒診所，可以為她的實驗室提供54個尚未完全完成第一次分裂的受精卵，這將產生兩個稱為卵裂球的細胞。研究人員讓受精卵在實驗室中分裂，並用熒光蛋白標記其中一個卵裂球。這使他們能夠在胚胎髮育過程中追蹤每個卵裂球的後代。
研究人員將胚胎在培養皿中培養了4到5天，直到它們開始形成獨特的結構。分析表明，該結構中大部分將成為胎兒的細胞來自分裂速度更快的卵裂球。卵裂球分裂較慢的後代傾向於變成卵黃囊。Zernicka-Goetz說，這種關聯並不精確：最初的兩個細胞只是“偏向”於形成一個或另一個系統，它們後代的命運直到發育後期才確定。
Brivanlou對這種不對稱的程度感到震驚，但他說，考慮到人體最終變得多麼複雜，這是有道理的。他說：“我們研究得越多，我就越明白生命是由連續的對稱性破壞構成的。”
02
不平衡發育
目前還不清楚是什麼導致了這種不對稱。在鼠身上，精子進入卵子的位置會影響卵子分裂的方式，Zernicka-Goetz說，其他因素，比如卵細胞中染色體的結構，也會影響平衡。
Zernicka-Goetz說，瞭解哪些細胞更容易形成胎兒，可以讓體外受精診所更好地篩選胚胎，找到那些最有可能成功懷孕的細胞。“如果我們能理解在這個時候什麼是如此脆弱，一些損失就可以避免。”
她說，很難預測這種早期的不對稱如何影響後來的人體，但這種影響可能是非常持久的。
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參考資料：
[1] The first two blastomeres contribute unequally to the human embryo